KR20230133575A - 해머 이동 경로를 이용한 파일 관입량 및 리바운드량 측정 시스템 - Google Patents

해머 이동 경로를 이용한 파일 관입량 및 리바운드량 측정 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20230133575A
KR20230133575A KR1020220030733A KR20220030733A KR20230133575A KR 20230133575 A KR20230133575 A KR 20230133575A KR 1020220030733 A KR1020220030733 A KR 1020220030733A KR 20220030733 A KR20220030733 A KR 20220030733A KR 20230133575 A KR20230133575 A KR 20230133575A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hammer
pile
rebound
marker
penetration
Prior art date
Application number
KR1020220030733A
Other languages
English (en)
Inventor
이주홍
송영록
최근영
Original Assignee
디엘이앤씨 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 디엘이앤씨 주식회사 filed Critical 디엘이앤씨 주식회사
Priority to KR1020220030733A priority Critical patent/KR20230133575A/ko
Publication of KR20230133575A publication Critical patent/KR20230133575A/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/03Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring coordinates of points
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/02Placing by driving
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/022Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by means of tv-camera scanning
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/04Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness specially adapted for measuring length or width of objects while moving
    • G01B11/043Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness specially adapted for measuring length or width of objects while moving for measuring length
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/70Determining position or orientation of objects or cameras
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2600/00Miscellaneous
    • E02D2600/10Miscellaneous comprising sensor means
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30204Marker

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Placing Or Removing Of Piles Or Sheet Piles, Or Accessories Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 해머 일측에 부착된 해머 마커의 이미지를 촬영한 후 데이터 처리부에서 분석하여 파일의 3차원 상대 변위를 직접 연산함으로써, 별도의 가속도 센서 없이 파일 관입량과 리바운드량을 정확하게 측정할 수 있는 해머 이동 경로를 이용한 파일 관입량 및 리바운드량 측정 시스템에 대한 것이다.
본 발명 해머 이동 경로를 이용한 파일 관입량 및 리바운드량 측정 시스템은 지반에 근입된 파일 항타 시 관입량 및 리바운드량을 측정하기 위한 것으로, 측정 대상 파일을 항타하는 해머의 일측에 부착되는 해머 마커; 상기 해머 마커를 촬영하는 카메라; 상기 카메라에 의해 촬영된 해머 마커의 이미지를 분석하여 해머 마커에 표시된 도형의 크기 및 뒤틀림 방향의 변화에 따라 해머 마커의 3차원 좌표상 상대 변위를 연산함으로써 파일의 관입량 및 리바운드량을 측정하는 데이터 처리부; 및 상기 데이터 처리부로부터 산출된 파일의 관입량 및 리바운드량을 출력하는 디스플레이부; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

해머 이동 경로를 이용한 파일 관입량 및 리바운드량 측정 시스템{Measurement system of pile penetration and rebound}
본 발명은 해머 일측에 부착된 해머 마커의 이미지를 촬영한 후 데이터 처리부에서 분석하여 파일의 3차원 상대 변위를 직접 연산함으로써, 별도의 가속도 센서 없이 파일 관입량과 리바운드량을 정확하게 측정할 수 있는 해머 이동 경로를 이용한 파일 관입량 및 리바운드량 측정 시스템에 대한 것이다.
상부 지반이 풍화토 등의 연약지반인 경우, 직접 기초를 사용하면 침하 우려가 있어 깊은 기초인 파일 기초(pile foundation)가 주로 사용된다.
파일 기초는 상부의 연약층을 관통하여 하부의 단단한 지층까지 파일을 관입하여 구조물 하중을 지지하는 방식으로 구조적으로 안정된 기초 공법이다.
이와 같이 지반에 근입된 파일은 극한 하중이나 허용 침하량 범위에서 지지 가능한 하중의 크기를 구하기 위해 동재하시험이나 정재하시험과 같은 파일 재하시험이 실시된다.
그 중 동재하시험은 지지력 확인을 위해 가장 일반적으로 적용되는 시험 방법이다. 동재하시험은 관입량과 리바운드량 등 항타 시 파일에 발생하는 변위를 측정하여 파일 관입량을 관리한다.
기존에는 파일 항타 시 관입량 및 리바운드량 측정을 위해 파일에 모눈종이와 같은 기록지를 부착하고, 기록지 전방에 가이드를 설치한 후 가이드에 지지시킨 펜을 기록지에 밀착시킨 다음 파일을 항타함으로써 파일의 수직 변위가 기록지에 표시되도록 하였다.
이에 따라 파일 1회 타격 시마다 작업자가 펜을 직접 수평 이동시켜 기록되도록 하고, 최종 10회 이상의 타격에 의한 평균값으로 관입량 및 리바운드 동적 지지력을 산출하였다.
그러나 이러한 재래식 방법은 정확도가 떨어지고, 기록지를 별도로 분석하여야 하는 번거로움이 있다. 또한, 작업자가 시험 대상 파일에 근접하여 측정하여야 하므로 작업자 안전사고의 우려가 있다.
이러한 종래 재래식 측정 방법의 문제점을 해결하고자 파일 전면에 촬영 타겟을 부착하여 카메라로 촬영 타겟을 촬영함으로써 촬영 타겟의 변위량을 측정하고, 촬영 타겟에는 가속도 센서를 부착하여 파일 항타 후 리바운드량을 측정하는 기술이 개발되었다(등록특허 제10-2200824호).
상기 등록기술에서는 가속도 센서가 항타 파일의 항타에 의한 진동을 진폭으로 측정하여 리바운드량을 측정한다. 그리고 측정된 가속도 값은 FFT(Fast Fourier Transform) 과정을 통해 변위로 변환된다.
이러한 변환 과정에서 2회의 적분 과정을 거쳐야 하는데, 센서 자체의 노이즈로 인해 적분 시 누적 오차에 따른 편향(Bias) 발생이 불가피하다. 또한, 이러한 편향을 보정하기 위해 복잡한 후처리 과정을 거쳐야 하므로, 정확한 관입량 및 리바운드량 측정에 한계가 있다.
아울러 카메라는 촬영 타겟의 촬영 이미지로부터 수직 변위를 측정하는 것으로, 카메라는 촬영 타겟과 일정한 거리를 유지하여야 한다. 그런데 파일 항타 시 지면 진동으로 인해 카메라의 흔들림이 매우 심해 측정값을 신뢰하기 어렵다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 별도의 가속도 센서 없이 항타 해머에 부착된 해머 마커 이미지를 분석하여 파일의 3차원 상대 변위를 직접 연산함으로써 파일의 관입량과 리바운드량을 정확하게 측정할 수 있는 해머 이동 경로를 이용한 파일 관입량 및 리바운드량 측정 시스템을 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 지반에 근입된 파일 항타 시 관입량 및 리바운드량을 측정하기 위한 것으로, 측정 대상 파일을 항타하는 해머의 일측에 부착되는 해머 마커; 상기 해머 마커를 촬영하는 카메라; 상기 카메라에 의해 촬영된 해머 마커의 이미지를 분석하여 해머 마커에 표시된 도형의 크기 및 뒤틀림 방향의 변화에 따라 해머 마커의 3차원 좌표상 상대 변위를 연산함으로써 파일의 관입량 및 리바운드량을 측정하는 데이터 처리부; 및 상기 데이터 처리부로부터 산출된 파일의 관입량 및 리바운드량을 출력하는 디스플레이부; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 해머 이동 경로를 이용한 파일 관입량 및 리바운드량 측정 시스템을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 데이터 처리부는 해머 마커의 이동 경로를 상승구간, 낙하구간, 튕김구간 및 안정구간으로 분류한 후 낙하구간 최저 레벨과 안정구간의 레벨 차이를 리바운드량으로 산정하고, 이전 사이클과의 안정구간 레벨 차이를 관입량으로 산정하여 파일 경로를 출력하는 것을 특징으로 하는 해머 이동 경로를 이용한 파일 관입량 및 리바운드량 측정 시스템을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 데이터 처리부는 측정된 평균 관입량이 사전 설정된 기준치 이상인 경우 항타 중단 요청 신호를 생성하고, 최종 파일 관입량 및 리바운드량 측정 정보를 파일 시공 정보 DB에 저장하는 것을 특징으로 하는 해머 이동 경로를 이용한 파일 관입량 및 리바운드량 측정 시스템을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 카메라는 항타기의 운전석 일측에 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 해머 이동 경로를 이용한 파일 관입량 및 리바운드량 측정 시스템을 제공한다.
본 발명에 따르면 지반에 근입된 파일 항타 시 해머 일측에 부착된 해머 마커의 이미지를 촬영한 후 데이터 처리부에서 분석하여 파일의 3차원 상대 변위를 직접 연산함으로써, 파일의 관입량과 리바운드량을 정확하게 측정할 수 있는 해머 이동 경로를 이용한 파일 관입량 및 리바운드량 측정 시스템을 제공할 수 있다.
따라서 별도의 가속도 센서 없이도 해머 마커 이미지를 분석하여 파일의 3차원 상대 변위를 직접 연산할 수 있어 편리하다.
도 1은 본 발명 파일 관입량 및 리바운드량 측정 시스템을 도시하는 도면.
도 2는 해머 마커의 예시를 나타내는 도면.
도 3은 데이터 처리부에서 인식된 해머 마커의 이미지를 3차원 좌표로 나타낸 도면.
도 4는 해머 마커와 기준 마커가 구비된 실시예를 도시하는 도면.
도 5는 기준 마커와 해머 마커에 의한 상대 변위 측정 개념을 도시하는 도면.
도 6은 해머 마커의 이동 경로를 도시하는 그래프.
도 7은 해머 마커의 이동 경로 데이터로부터 변환된 파일 경로를 도시하는 그래프.
도 8은 본 발명 파일 관입량 및 리바운드량 측정 시스템의 처리 과정을 나타내는 순서도.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명 파일 관입량 및 리바운드량 측정 시스템을 도시하는 도면이고, 도 2는 해머 마커의 예시를 나타내는 도면이며, 도 3은 데이터 처리부에서 인식된 해머 마커의 이미지를 3차원 좌표로 나타낸 도면이다.
도 1 등에 도시된 바와 같이, 본 발명 해머 이동 경로를 이용한 파일 관입량 및 리바운드량 측정 시스템은 지반에 근입된 파일(1) 항타 시 관입량 및 리바운드량을 측정하기 위한 것으로, 측정 대상 파일(1)을 항타하는 해머(2)의 일측에 부착되는 해머 마커(3); 상기 해머 마커(3)를 촬영하는 카메라(4); 상기 카메라(4)에 의해 촬영된 해머 마커(3)의 이미지를 분석하여 해머 마커(3)에 표시된 도형의 크기 및 뒤틀림 방향의 변화에 따라 해머 마커(3)의 3차원 좌표상 상대 변위를 연산함으로써 파일(1)의 관입량 및 리바운드량을 측정하는 데이터 처리부(5); 및 상기 데이터 처리부(5)로부터 산출된 파일(1)의 관입량 및 리바운드량을 출력하는 디스플레이부(6); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 별도의 가속도 센서 없이 항타 해머(2)에 부착된 해머 마커(3)의 이미지를 분석하여 파일(1)의 3차원 상대 변위를 직접 연산함으로써, 파일(1)의 관입량과 리바운드량을 정확하게 측정할 수 있는 해머 이동 경로를 이용한 파일 관입량 및 리바운드량 측정 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 지반에 근입된 파일(1)을 항타하여 파일(1)의 관입량 및 리바운드량을 측정하기 위한 것이다.
본 발명은 해머 마커(3), 카메라(4), 데이터 처리부(5) 및 디스플레이부(6)를 포함하여 구성된다.
상기 해머 마커(3)는 측정 대상 파일(1)을 항타하기 위한 항타기의 해머(2) 일측에 부착된다.
상기 파일(1)의 상단에는 파일 캡(11)이 구비될 수 있다.
상기 해머 마커(3)는 파일(1)마다 각각 부착되는 것이 아니라 해머(2)에 부착되므로, 해머 마커(3)를 1회 부착하여 전체 파일(1)의 관입량 및 리바운드량을 측정 가능하다.
상기 해머 마커(3)에는 도형이 표시되어 있다(도 2).
상기 카메라(4)는 해머 마커(3)를 촬영한다.
상기 카메라(4)는 해머 마커(3) 측 전방에 일정 거리 이격된 위치에 구비될 수 있다.
상기 카메라(4)는 일반 디지털 카메라(4)뿐 아니라 스마트폰 등일 수 있다.
상기 카메라(4)는 파일(1) 항타 시 해머 마커(3)를 동영상으로 촬영 가능하다.
상기 데이터 처리부(5)는 카메라(4)에 의해 촬영된 해머 마커(3)의 이미지를 분석하여 해머 마커(3)에 표시된 도형의 크기 및 뒤틀림 방향의 변화에 따라 해머 마커(3)의 3차원 좌표상 상대 변위를 연산함으로써 파일(1)의 관입량 및 리바운드량을 측정한다.
즉, 상기 데이터 처리부(5)는 카메라(4)에서 촬영된 동영상 데이터에서 추출된 각 단위 시간별 이미지로부터 해머 마커(3)를 인식하고, 해머 마커(3)의 위치, 크기 및 형상의 변화를 분석한다.
상기 데이터 처리부(5)는 이러한 분석 데이터로부터 해머 마커(3)의 3차원 좌표상 상대 변위를 연산한다.
다시 말하면, 상기 해머 마커(3) 자체는 2D 이미지이나 파일(1) 항타 시 파일(1)의 위치 변화에 따라 카메라(4)에서 촬영되는 이미지의 2차원 형상은 해머 마커(3)의 원래 2차원 형상과는 차이가 발생하게 된다. 상기 데이터 처리부(5)는 이러한 2D 이미지들의 형상 변경을 연산함으로써 3D 공간 내 좌표로 변환한다.
이를 위해 상기 해머 마커(3)는 ArUco 마커를 사용할 수 있다.
ArUco 마커는 n×n 크기의 2차원 비트 패턴과 이를 둘러싸고 있는 검은색 테두리 영역으로 구성된다(도 2).
ArUco 마커의 검은색 테두리 영역은 마커를 신속하게 인식할 수 있게 한다.
검은색 테두리 내부의 2차원 비트 패턴은 흰색 셀과 검은색 셀의 조합으로 마커의 고유 ID를 표현한다.
이러한 ArUco 마커의 각 셀은 각 모서리가 직각인 정사각형이므로, 셀의 각 변의 길이 비 및 셀의 뒤틀림(각 변 사이 각도)을 측정하여 3차원 좌표를 설정할 수 있다(도 3).
이에 따라 카메라(4) 방향과 수직인 면인 X, Y축뿐 아니라 Z축 방향의 진동이나 움직임도 인식 가능하여 좀 더 정확한 변위를 계산할 수 있다.
또한, 파일(1)과 카메라(4)가 엄격하게 서로 수평을 이룰 필요도 없어 측정 장비 셋팅이 용이하다.
상기 디스플레이부(6)는 데이터 처리부(5)로부터 산출된 파일(1)의 관입량 및 리바운드량을 출력한다.
상기 디스플레이부(6)는 데이터 처리부(5)에서 연산한 파일(1)의 상대 변위를 수치 또는 그래프로 제공하여 표시할 수 있다.
이로부터 작업자는 파일(1) 항타 시 파일(1)의 관입량 및 리바운드량을 확인할 수 있다.
도 4는 해머 마커와 기준 마커가 구비된 실시예를 도시하는 도면이고, 도 5는 기준 마커와 해머 마커에 의한 상대 변위 측정 개념을 도시하는 도면이다.
도 4, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 측정 대상 파일(1)의 인접한 위치에는 기준 마커(30)가 더 구비되고, 상기 카메라(4)는 해머 마커(3)와 기준 마커(30)를 동시에 촬영하며, 상기 데이터 처리부(5)는 기준 마커(30)에 대한 해머 마커(3)의 3차원 상대 좌표를 연산하여 파일(1)의 관입량 및 리바운드량을 측정하도록 구성할 수 있다.
상기 기준 마커(30)는 카메라(4)의 진동이나 움직임에 상관없이 파일(1)의 관입량 및 리바운드량을 정확하게 측정하기 위해 측정 대상 파일(1)의 인접한 위치에 설치할 수 있다.
상기 기준 마커(30)의 설치 위치는 카메라(4)의 화면 내에 포함되기만 하면 임의의 어느 위치든 상관 없다.
상기 기준 마커(30) 역시 ArUco 마커를 사용 가능하다.
도 5를 참고하여 기준 마커(30)와 해머 마커(3)에 의한 상대 변위 측정 개념을 설명하면 다음과 같다.
카메라(4)에서 해머 마커(3), 카메라(4)에서 기준 마커(30) 시점으로 본 상대벡터는 각각 해머 마커벡터(
Figure pat00001
) 및 기준 마커벡터(
Figure pat00002
)가 된다.
이중 해머 마커벡터(
Figure pat00003
)를 해머 마커(3)에서 카메라(4) 시점으로 본 상대벡터로 역전시킨다(
Figure pat00004
).
시점 역전을 위해 회전행렬 변환(Rodrigues) 및 행렬 곱을 활용한다.
이후, 해머 마커(3)에서 카메라(4) 시점의 상대벡터와 카메라(4)에서 기준 마커(30) 시점의 상대벡터를 합성하면, 해머 마커(3)에서 기준 마커(30) 시점의 상대벡터(
Figure pat00005
)를 얻을 수 있다.
따라서 카메라(4)의 상태와는 독립적인 상대벡터가 산출된다. 그리고 해머 마커(3)에서 기준 마커(30) 시점의 상대벡터를 원점으로 설정하고, 이동 변위를 계속해서 추적하면 카메라(4)의 떨림이나 지면 진동 여부와 상관없이 파일(1)의 관입량 및 리바운드량을 측정 가능하다.
이에 따라 카메라(4)를 삼각대와 같은 별도의 지지부재에 고정하지 않고 작업자가 직접 손에 들고 촬영하더라도 정확한 측정값을 얻을 수 있다. 이 경우 카메라(4)의 손떨림 보정 역시 필요 없다.
도 6은 해머 마커의 이동 경로를 도시하는 그래프이고, 도 7은 해머 마커의 이동 경로 데이터로부터 변환된 파일 경로를 도시하는 그래프이다.
상기 데이터 처리부(5)는 해머 마커(3)의 이동 경로를 상승구간, 낙하구간, 튕김구간 및 안정구간으로 분류한 후 낙하구간 최저 레벨과 안정구간의 레벨 차이를 리바운드량으로 산정하고, 이전 사이클과의 안정구간 레벨 차이를 관입량으로 산정하여 파일 경로를 출력할 수 있다.
파일(1) 항타 시 해머(2)는 상승 - 낙하 및 타격 - 튕김 - 정지(안정)의 단계로 움직인다. 이와 달리, 파일(1)은 해머(2)의 타격 시점과 튕김 시 일부 시점 및 정지 상태에서만 해머(2)와 접촉된다. 그러므로 해머(2)의 이동 경로와 파일(1)의 이동 경로는 서로 일치하지 않는다.
그런데 해머 마커(3)는 파일(1)에 부착되는 것이 아니라 파일(1)을 항타하는 해머(2)에 부착되므로, 파일(1)의 이동 경로 데이터를 취득하기 위해서는 해머 마커(3)의 이동 경로 데이터를 적절하게 변환할 필요가 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 해머 마커(3)의 이동 경로로 해머(2)를 상승시킨 후 자유 낙하시키면 해머(2)가 파일(1) 상단을 타격하면서 파일(1)이 관입되며, 해머(2)는 수회 튕김 발생 후 정지하여 안정 상태가 된다. 이때, 해머(2)가 파일(1)을 타격하여 일어나는 해머(2)의 최저 레벨과 안정 시 레벨의 차이가 해당 사이클의 최종 리바운드량(d1)이 된다. 또한, 이전 사이클((n-1) cycle)의 안정구간 레벨과 해당 사이클((n) cycle)의 안정구간 레벨 차이가 해당 사이클의 관입량(d2)이 된다.
상기 데이터 처리부(5)는 도 6과 같은 해머 마커(3)의 이동 경로로부터 상기와 같이 각 사이클 별 리바운드량과 관입량을 산정 가능하다.
이러한 리바운드량과 관입량 데이터를 이용하여 상기 데이터 처리부(5)는 도 7과 같이 파일(1) 경로를 산출하여 파일 기록지로 출력할 수 있다.
도 8은 본 발명 파일 관입량 및 리바운드량 측정 시스템의 처리 과정을 나타내는 순서도이다.
상기 데이터 처리부(5)는 측정된 평균 관입량이 사전 설정된 기준치 이상인 경우 항타 중단 요청 신호를 생성하고, 최종 파일 관입량 및 리바운드량 측정 정보를 파일 시공 정보 DB에 저장할 수 있다.
도 8을 참고하여 알 수 있는 바와 같이, 파일 관입량과 리바운드량은 카메라(4)에서 촬영한 영상에서 해머 마커(3)를 인식하고 좌표를 추출한 후 이를 실시간 신호 처리하여 측정할 수 있다.
이후 실시간으로 평균 관입량을 측정하면서, 감리 등이 제시한 사전 설정된 기준치에 도달하지 못하면 항타 및 측정을 계속한다.
측정된 평균 관입량이 기준치에 도달하면 항타 중단 요청 신호를 생성하여 사용자에게 제공될 수 있도록 하며, 측정 결과를 파일 시공 정보 DB에 저장할 수 있다.
여기에서 평균 관입량은 최종 5~10회 타격 시 평균 침하량을 의미한다.
본 발명은 사용자, 시공자 또는 감리자에게 측정 결과 보고서를 제공할 수 있도록 보고서를 생성하는 보고서 생성 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 보고서 생성 모듈은 웹브라우저 등을 통한 온라인 형태 또는 파일 형태의 오프라인 형태로 보고서를 생성할 수 있다.
상기 파일 시공 정보 DB에는 파일 관입량과 리바운드량 정보 이외에 시공날짜, 파일식별번호 등의 파일 정보와 GPS 등 위치 정보 등이 추가로 저장될 수 있다.
한편, 상기 카메라(4)는 항타기의 운전석 일측에 고정 설치될 수 있다.
예를 들어, 상기 카메라(4)는 항타기의 운전석 캐노피 상부에 부착할 수 있다.
이 경우 카메라(4)와 해머(2)의 수평 변위가 일정하게 유지되므로, 별도의 기준 마커(30) 없이 해머 마커(3)만으로도 해머(2) 및 파일(1)의 이동 경로를 정확하게 파악할 수 있다.
상기 카메라(4)뿐 아니라 데이터 처리부(5)와 디스플레이부(6)가 탑재된 시스템 단말기 역시 운전석 부근에 설치할 수 있다. 이 경우 파일 관입량 및 리바운드량을 항타 기사가 실시간 확인하고 관리할 수 있어 편리하다.
상기 시스템 단말기는 촬영과 영상 프레임 분석을 동시에 수행할 수 있도록 리눅스 기반의 산업용 PC나 태블릿 장비를 사용할 수 있다.
상기 시스템 단말기는 차량 전원을 공급받아 작동하도록 구성할 수 있다.
상기 카메라(4)는 시스템 단말기와 유선 또는 무선으로 연결 가능하다.
1: 파일
11: 파일 캡
2: 해머
3: 해머 마커
30: 기준 마커
4: 카메라
5: 데이터 처리부
6: 디스플레이부

Claims (4)

  1. 지반에 근입된 파일(1) 항타 시 관입량 및 리바운드량을 측정하기 위한 것으로,
    측정 대상 파일(1)을 항타하는 해머(2)의 일측에 부착되는 해머 마커(3);
    상기 해머 마커(3)를 촬영하는 카메라(4);
    상기 카메라(4)에 의해 촬영된 해머 마커(3)의 이미지를 분석하여 해머 마커(3)에 표시된 도형의 크기 및 뒤틀림 방향의 변화에 따라 해머 마커(3)의 3차원 좌표상 상대 변위를 연산함으로써 파일(1)의 관입량 및 리바운드량을 측정하는 데이터 처리부(5); 및
    상기 데이터 처리부(5)로부터 산출된 파일(1)의 관입량 및 리바운드량을 출력하는 디스플레이부(6); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 해머 이동 경로를 이용한 파일 관입량 및 리바운드량 측정 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 데이터 처리부(5)는 해머 마커(3)의 이동 경로를 상승구간, 낙하구간, 튕김구간 및 안정구간으로 분류한 후 낙하구간 최저 레벨과 안정구간의 레벨 차이를 리바운드량으로 산정하고, 이전 사이클과의 안정구간 레벨 차이를 관입량으로 산정하여 파일 경로를 출력하는 것을 특징으로 하는 해머 이동 경로를 이용한 파일 관입량 및 리바운드량 측정 시스템.
  3. 제2항에서,
    상기 데이터 처리부(5)는 측정된 평균 관입량이 사전 설정된 기준치 이상인 경우 항타 중단 요청 신호를 생성하고, 최종 파일 관입량 및 리바운드량 측정 정보를 파일 시공 정보 DB에 저장하는 것을 특징으로 하는 해머 이동 경로를 이용한 파일 관입량 및 리바운드량 측정 시스템.
  4. 제1항에서,
    상기 카메라(4)는 항타기의 운전석 일측에 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 해머 이동 경로를 이용한 파일 관입량 및 리바운드량 측정 시스템.
KR1020220030733A 2022-03-11 2022-03-11 해머 이동 경로를 이용한 파일 관입량 및 리바운드량 측정 시스템 KR20230133575A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220030733A KR20230133575A (ko) 2022-03-11 2022-03-11 해머 이동 경로를 이용한 파일 관입량 및 리바운드량 측정 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220030733A KR20230133575A (ko) 2022-03-11 2022-03-11 해머 이동 경로를 이용한 파일 관입량 및 리바운드량 측정 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230133575A true KR20230133575A (ko) 2023-09-19

Family

ID=88196668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220030733A KR20230133575A (ko) 2022-03-11 2022-03-11 해머 이동 경로를 이용한 파일 관입량 및 리바운드량 측정 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230133575A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101068344B (zh) 物体检测装置
Fukuda et al. Vision-based displacement sensor for monitoring dynamic response using robust object search algorithm
Holland et al. Practical use of video imagery in nearshore oceanographic field studies
CN108458847B (zh) 一种桥梁人致冲击荷载光学测量方法及其快速测试系统
KR102200824B1 (ko) 카메라 및 가속도센서를 이용한 실시간 파일항타 관입량 및 리바운드량 자동측정시스템
CN102798456B (zh) 一种工程机械臂架系统工作幅度的测量方法、装置及系统
Havaran et al. Extracting structural dynamic properties utilizing close photogrammetry method
CN111174961A (zh) 一种基于模态分析的索力光学测量方法及其测量系统
Harvey Jr et al. Vision‐based vibration monitoring using existing cameras installed within a building
Wu et al. Non-contact measurement method of beam vibration with laser stripe tracking based on tilt photography
CN1828221A (zh) 一种大型土木工程结构动态位移远距离实时检测系统
US11067596B2 (en) Method for calibrating phase-frequency characteristic of low frequence accelerometer based on time-spatial synchronization
Civera et al. An Experimental Validation of Phase‐Based Motion Magnification for Structures with Developing Cracks and Time‐Varying Configurations
CN103389072A (zh) 一种基于直线拟合的像点定位精度评估方法
Ji A computer vision-based approach for structural displacement measurement
KR20230133575A (ko) 해머 이동 경로를 이용한 파일 관입량 및 리바운드량 측정 시스템
Shang et al. Multi-point vibration measurement for mode identification of bridge structures using video-based motion magnification
KR102507543B1 (ko) 파일 관입량 및 리바운드량 측정 시스템
Ji et al. A novel image-based approach for structural displacement measurement
KR101174820B1 (ko) 부유체 동적 변위 계측장치 및 이에 포함되는 영상기반 유닛
KR102429631B1 (ko) 항타 분석 시스템 및 이를 이용한 항타 분석 방법
KR102271251B1 (ko) 영상처리기반 비접촉식 구조물 변위 측정 시스템 및 방법
Yeu et al. Development of safe and reliable real-time remote pile penetration and rebound measurement system using close-range photogrammetry
Nagarajan et al. Imaging and laser scanning–based noncontact deflection monitoring technique for timber railroad bridges
KR102528815B1 (ko) 영상기반의 파일항타관련 변위 측정장치

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal